Los astrónomos han descubierto los ejemplos más antiguos conocidos de moléculas orgánicas complejas en el universo, según un nuevo estudio.
Estas sustancias químicas, muy parecidas a las que se encuentran en el humo y el hollín de la Tierra, están presentes desde el principio. galaxia formado cuando Universo Era aproximadamente el 10% de su edad actual, según el estudio.
Las moléculas a base de carbono, conocidas técnicamente como hidrocarburos aromáticos policíclicos, se encuentran en depósitos de petróleo y carbón en Tierraasí como en el smog.
«Las moléculas que encontramos no son cosas simples como el agua o el dióxido de carbono», dijo a Space.com el autor principal del estudio, Justin Spilker, astrónomo de la Universidad Texas A&M en College Station. «Estamos hablando de moléculas grandes y flexibles con docenas o cientos de átomos en ellas».
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Estas moléculas orgánicas complejas son comunes en el espacio, donde a menudo se asocian con granos de polvo fino. Los astrónomos los están investigando porque pueden ayudar a revelar detalles clave de la actividad dentro de las galaxias; por ejemplo, ayudan a influir en la velocidad a la que se enfría el gas interestelar. Sin embargo, detectar estas partículas en galaxias muy distantes que se formaron cuando el universo era relativamente joven ha sido un desafío, porque telescopios Estaban limitados en su sensibilidad y en el número de longitudes de onda de luz que detectaban.
Ahora, usando el nuevo dispositivo muy poderoso de la NASA Telescopio espacial James Webb (JWST), Spilker y sus colegas detectaron estas partículas en una galaxia conocida como SPT0418-47 a más de 12 mil millones de años luz de la Tierra.
«Es notable que el universo pueda producir partículas grandes y complejas con tanta rapidez la gran explosióndijo Spilker.
Mirando la distancia extrema de SPT0418-47, la luz detectada por los astrónomos comenzó su viaje menos de 1500 millones de años después del Big Bang. (El universo tiene actualmente unos 13.800 millones de años).
«Esto retrasa el registro antiguo de descubrimientos como este por mil millones de años más», dijo Spilker.
El descubrimiento se realizó con la ayuda de una deformación en el tejido del espacio-tiempo conocida como lente gravitacional. Albert Einstein Descubrieron que la masa deforma el espacio-tiempo, de forma muy parecida a como una bola de boliche estira una placa de goma sobre la que descansa. Cuanto mayor es la masa del objeto, más espacio-tiempo se curva alrededor del elemento y, por lo tanto, más fuerte es la atracción gravitacional. La forma en que se comporta la gravedad significa que puede La luz se dobla como una lente.por lo que un fuerte campo gravitatorio, como el generado por un enorme cúmulo de galaxias, puede actuar como una lupa gigante.
Los astrónomos han descubierto el poseedor del récord anterior de moléculas orgánicas complejas más antiguas utilizando más de un día completo de observaciones de la NASA. Telescopio espacial Spitzerdijo Spilker. En comparación, usando JWST, «solo miramos esta galaxia durante una hora», dijo. «La web hace que la búsqueda de moléculas orgánicas sea muy fácil».
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Además, mientras que los esfuerzos anteriores para descubrir moléculas orgánicas complejas en galaxias antiguas solo podían decir si había o no sustancias químicas presentes, «la resolución de Webb nos permite ver los detalles reales de dónde están las moléculas dentro de la galaxia en lugar de solo si están presentes o no». allí en absoluto». Absolutamente», dijo Spilker. En SPT0418-47, la presencia de estas partículas no fue uniforme en toda la galaxia, y la razón de esto sigue sin estar clara.
En general, estos nuevos hallazgos indican que «es posible que las galaxias se formen a mayor velocidad», dijo Spilker. «La galaxia que estudiamos es realmente masiva y sus estrellas formaron la misma cantidad de carbono y oxígeno que nuestra galaxia. vía Láctea, aunque solo tiene una décima parte de su edad. Es como un niño de tercer grado que ya ha tenido una carrera completa: fue a la universidad, logró una carrera por la que vale la pena trabajar y luego se jubiló a la edad de ocho años. Los nuevos resultados de Webb sugieren que no es muy difícil para las galaxias producir moléculas realmente complejas a partir de toda esta rica química que ocurre en el espacio. «
Además, los científicos creían anteriormente que estas moléculas orgánicas complejas estaban vinculadas a la formación de estrellas. Sin embargo, los nuevos datos revelaron que esto puede no ser siempre cierto: Spilker y sus colegas encontraron muchas regiones con estas partículas pero sin formación de estrellas, y otras con nuevas estrellas formándose pero ninguna de estas partículas formándose, dijo. .
«Encontrar estas partículas grandes y complejas en galaxias cuando el universo era muy joven es una de las cosas que muchos astrónomos esperaban y esperaban que hiciera Webb, y espero que las lecciones que aprendimos de este primer intento puedan ayudarnos a todos a medida que avanzamos». seguir adelante», dijo Spilker. «Estoy ansioso por impulsar galaxias más distantes y más jóvenes. ¿Podemos finalmente encontrar una que no haya tenido tiempo suficiente para formar partículas de este tamaño? También me gustaría comprender mejor por qué algunas regiones de galaxias tienen estas partículas y no otros ¿Qué distingue a las regiones que tenían moléculas que permitieron que se formaran moléculas grandes rápidamente?
Spilker advirtió que el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) JWST utilizado en los nuevos hallazgos «parece contener disminución del rendimiento ahora. La NASA tiene un equipo de ingenieros distinguidos que actualmente están investigando la causa del problema. Pero si el desempeño continúa deteriorándose, esto puede hacer que sea imposible realizar dicho estudio más allá del próximo año”.
Los científicos explican en detalle sus hallazgos En línea hoy (5 de junio) en la revista Nature.
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